Skrzynia sekwencyjna to typ przekładni półautomatycznej, który wyróżnia się szczególnym (sekwencyjnym) sposobem przełączania biegów. Jak sama nazwa wskazuje, skrzynia ta umożliwia zmianę tylko jednego biegu przy jednym manewrze; niemożliwe jest przy niej pominięcie biegu.
Cecha ta wynika z mechanizmu, który aktywuje kolejne przełożenia. Skrzynia sekwencyjna w dużej mierze zbudowana jest tak samo, jak klasyczna skrzynia ręczna. Różnią sie one sposobem, w jaki ruch dźwigni lub łopatek przy kierownicy przekłada się na aktywację kolejnego biegu przez moduł sterowania. W przypadku skrzyni sekwencyjnej odpowiada za to siłownik hydrauliczny wspomagany przez pompę elektryczną. Kolejne biegi wbijane są jeden po drugim pod dużym ciśnieniem.
Odpowiedni bieg wybiera kierowca, ale za rozłączanie i załączanie sprzęgła odpowiada już elektroniczny mikroprocesor.
Mimo prostej budowy, skrzynia sekwencyjna jest dość wyjątkową przekładnią. Wyróżnia się stosunkowo szybkim tempem działania i niską wagą, ale za cenę niskiego komfortu pracy (szarpnięcia przy zmianie biegów, hałas podczas pracy, stosunkowo niska trwałość). Z tego powodu częściej niż w samochodach drogowych można ją spotkać w autach wyczynowych oraz motocyklach.